Le changement climatique global aura un impact sur les régimes de précipitation, entraînant une réduction du débit des fleuves et des rivières, et en particulier des petits cours d'eau. En conséquence, les organismes d'eau douce auront à répondre par des déplacements de population vers l'aval, conduisant à des nouvelles interactions entre différentes populations et espèces.
Project scope
Ce projet de recherche vise à modéliser l'impact des modifications entropiques sur l'intégrité génétique des organismes d'eau douce. Les poissons de la famille des cyprinidés seront utilisés comme organismes modèles, car ils représentent la plupart de la la biodiversité de poissons dans les eaux continentales européennes et parce qu'ils sont particulièrement sujets à de l'hybridation interspécifique.
- Quels sont les risques d'extinction pour les espèces indigènes en raison de l'hybridation avec des espèces invasives?
Brème (Abramis brama) pendant son activité de ponte. La Brème et le Gardon sont des espèces indigènes dans le lac Léman, qui produisent des hybrides fertiles.
Gardon (Rutilus rutilus) pendant son activité de ponte. L'impact anthropique affecte sa période de reproduction et modifie les conditions d'hybridation avec la Brème.
Le programme de recherche comporte deux étapes: (1) le développement d'un modèle simple, sur la base de deux espèces bien étudiées qui habitent les rives du Rhône et qui présentent des hybrides naturels et viables (Rutilus rutilus X Abramis brama). Ce modèle permettra une évaluation des effets sur la diversité génétique de l'augmentation prévue du chevauchement spatial et temporel de la période de frai. (2) Ensuite, l'influence d'espèces non indigènes invasives qui peuvent s'hybrider avec des espèces locales sera ajoutée au modèle.
- Quelles sont les conséquences génétiques des changements climatiques pour les organismes d'eau douce ?
Ce projet est une collaboration entre le laboratoire de phylogénie moléculaire et évolution des vértébrés et le Laboratoire d'anthropologie, génétique et peuplements, et est présenté dans le film ci-dessous, produit par le laboratoire du groupe de Juan Montoya-Burgos..
Principales innovations du projet
Modélisation et simulation informatique
Modélisation/Simulation en écologie et génétique des populations avec développement de procédures intégrant des données génétiques et de l'information environnementale.
Travail de terrain
Paramètres démographiques et écologiques estimés à partir de populations naturelles.
Echantillonnage moléculaire
Des échantillons de poissons sont collectées et leur ADN extrait et analysé en laboratoire.
Aboutissements du projet
Publications
- Quilodran C, Currat M *, Montoya Burgos JI *. (2018) Effect of hybridization with genome exclusion on extinction risk. Conservation Biology, 2018, vol. 0, n° 0, pp 1-11. * equal contribution
- Quilodran C, Austerlitz F, Currat M, Montoya Burgos JI. (2018) Cryptic Biological Invasions: a General Model of Hybridization. Scientific Reports, 2018, vol. 8, n° 1.
- Nussberger B, Currat M, Quilodran CS, Ponta N, Keller LF. (2018) Range expansion as an explanation for introgression in European wildcats. Biological Conservation 218 49�56.
- Quilodran CS, Montoya-Burgos JI, Currat M (2015) Modelling interspecific hybridization with genome exclusion to identify conservation actions: the case of native and invasive Pelophylax waterfrogs. Evolutionary Applications vol. 8, no. 2, p. 199-210.
- Quilodran CS, Currat M, Montoya-Burgos JI (2014) A general model of distant hybridization reveals the conditions for extinction in Atlantic salmon and brown trout. PLoS one, vol 9 (7) e101736.
- Excoffier L, Quilodran CS, Currat M (2014) Models of hybridization during range expansions and their application to recent human evolution. in 'Cultural Developments in the Eurasian Paleolithic and the Origin of Anatomically Modern Humans' edited by Derevianko AP & Shunkov M. Dept. of the Institute of Archaeology and Ethnography SB RAS. Pp. 122-137.
Oral communications
- Quilodran CS, Nussberger B, Currat M and Montoya-Burgos JL (11.02.2016) Interspecific hybridization during density-dependent range expansion: consequences in conservation and evolution - Biology 16, Lausanne, Switzerland
- Quilodran CS, Nussberger B, Currat M and Montoya-Burgos JL (14.07.2015) The effects of density-dependent range expansion on interspecific genetic introgression - SMBE 2015, Vienna, Austria
- Quilodran CS, Currat M, Montoya-Burgos JL (11.06.2015) A Model of distant interspecific hybridization - CADMOS Day 2015 Modeling, Simulation and Large Data, Lausanne, Switzerland
- Quilodran CS, Montoya-Burgos JL, Currat M (13.05.2014) A general model of distant hybridization: a silent threat for species persistence - Ecology and Behaviour, Montpellier, France
- Quilodran CS, Currat M, Montoya-Burgos JL (13.02.2014) A general model of distant hybridization reveals the conditions for extinction in Atlantic salmon and brown trout - Biology14, University of Geneva, Switzerland
- Quilodran CS, Montoya-Burgos JL, Currat M (09.12.2013) Genome mixing by interspecific hybridization - 2nd annual meeting of iGE3, University of Geneva, Switzerland
- Quilodran CS, Montoya-Burgos JL, Currat M (01.11.2013) Modelling interspecific hybridization. - CADMOS day 2013, University of Geneva, Switzerland
- Quilodran CS, Currat M, Montoya-Burgos JL (22.07.2013) Modeling extinction risk due to distant interspecific hybridization - International Conference for Conservation Biology, Baltimore, USA
- Quilodran CS, Currat M, Montoya-Burgos JL (06.02.2013) A general model of non-recombinant interspecific hybridization: a new tool for assessing extinction risk and conservation plans - PACE13, University of Basel, Switzerland
- Quilodran CS, Currat M, Montoya-Burgos JL (14.09.2011) Biodiversity loss by interspecific hybridization and invasive species - CADMOS Day 2011: Modelling and Large Scale Computation in Science, University of Geneva, Switzerland
Posters
- Quilodran CS, Nussberger B, Montoya-Burgos JI, Currat M. (02-06.08-2015) Modelling hybridization with density-dependent range expansion and its implications for conservation - ICCB 2015, Montpellier, France.
- Quilodran CS, Currat M, Montoya-Burgos JI. (08-12.06-2014) A computational model of non-introgressive interspecific hybridization: evolution of hybrid forms and conservation - Congress of the Society for Molecular Biology and Evolution, San Juan, Puerto Rico.
- Quilodran CS, Currat M, Montoya-Burgos JI. (19-24.08-2013) Modeling demographic risk due to distant interspecific hybridization - Congress of the European Society for Evolutionary Biology, Lisbon, Portugal.
- Quilodran CS, Currat M, Montoya-Burgos JI. (19-21.03.2013) Conservation objectives of non-recombinant hybrids with fertile offspring - Student Conference on Conservation Science, University of Cambridge, UK
- Quilodran CS, Currat M, Montoya-Burgos JI. (07.02.2013) Modeling interspecific hybridization with hemiclonal offspring - BIOLOGY13, University of Basel, Switzerland
Others
- 3 minutes pour la science : Claudio QUILODRAN
- Ma thèse en 180 secondes, prix du public et 2e prix de MT180 2016
Sélection de publications en relation avec le projet
- Arenas M, Ray N, Currat M, Excoffier L. (2012) Consequences of Range Contractions and Range Shifts on Molecular Diversity. Molecular Biology and Evolution, 29(1): 207-218.
- Montoya-Burgos J I. (2011) Patterns of positive selection and neutral evolution in the protein-coding genes of tetraodon and takifugu. PLoS One. 2011;6(9):e24800.
- Ray N *,Currat M *, Foll M, Excoffier L. (2010) SPLATCHE2: a spatially-explicit simulation framework for complex demography, genetic admixture and recombination. Bioinformatics, Vol 26(3): 2993-2994 *equal contribution
- Montoya-Burgos J I, Foulon A, Bahechar I. Transcriptome screen for fast evolving genes by Inter-Specific Selective Hybridization (ISSH). BMC Genomics 11:126.
- Torrico J P, Hubert N, Desmarais E, Duponchelle F, Nunez Rodriguez J, Montoya-Burgos J, Garcia Davila C, Carvajal-Vallejos F M, Grajales A A, Bonhomme F, Renno J F. Molecular phylogeny of the genus Pseudoplatystoma (Bleeker, 1862): biogeographic and evolutionary implications. Mol Phylogenet Evol. 51(3):588-94.
- Currat M, Ruedi M, Petit RJ, Excoffier L. (2008) The hidden side of invasions: massive introgression by local genes. Evolution 62(8) 1908-1920.
- Chiachio M C, Oliveira C, Montoya-Burgos J I. (2008) Molecular systematic and historical biogeography of the armored Neotropical catfishes Hypoptopomatinae and Neoplecostominae (Siluriformes: Loricariidae). Mol Phylogenet Evol. 49(2):606-17.
- Neuenschwander S, Largiader CR, Ray N, Currat M, Vonlanthen P, Excoffier L. (2008) Colonization history of the Swiss Rhine basin by the bullhead (Cottus gobio): Inference under a Bayesian spatially explicit framework. Molecular Ecology 17(3) 757-772.